Comme toute personne normalement constituée, vous ne vous êtes certainement jamais demandé pourquoi les miroirs inversaient la gauche et la droite… mais pas le haut et le bas. C’est qu’il faut quand même être sacrément tordu pour imaginer une question pareille, je vous l’accorde!
Néanmoins, tant qu’on y est, prenons quelques minutes pour imaginer une explication valable…

…

Pas évident, n’est-ce pas? C’est parce que cette question toute bête fait en réalité appel à des notions complexes de géométrie dans l’espace! Si vous ne me croyez pas, lisez donc ce qui suit…

Le piège: une question mal formulée

Alors on va commencer par une révélation fracassante: un miroir n’inverse rien du tout. Lui, tout ce qu’on lui demande, c’est de réfléchir la lumière, et le bougre s’acquitte de sa tâche consciencieusement.
Il n’empêche, quand on se place devant ce foutu miroir et qu’on lève la main gauche, notre reflet, lui, lève sa main droite. Et, quand on y pense, c’est très énervant.
En réalité, ce ne sont pas la gauche et la droite qui sont inversées, mais l’avant et l’arrière: notre image dans le miroir est retournée de la même façon qu’on retourne un gant. Faites l’expérience: prenez un gant conçu pour une main gauche et retournez-le, il devient un gant pour une main droite.

Ça me rappelle une anecdote, tiens. Quand j’étais petit, j’avais des gants réversibles: rouges d’un côté, il suffisait que je les retourne pour qu’ils deviennent verts. C’était la classe internationale, vous imaginez même pas. Donc, un jour je pouvais mettre mes gants du côté rouge et, hop, hop, hop, le lendemain je pouvais les mettre du côté vert. C’était vachement bien! J’avais tout pour être heureux, avec mes gants réversibles, sauf que moi, je voulais mettre un gant rouge à une main et un gant vert à l’autre EN MÊME TEMPS.
(ouais, déjà au CP, j’étais une fashion victim)
Eh bien je me rappelle m’être cassé la tête pendant des heures sans jamais trouver de solution…
(une fashion victim un peu bêbête, je vous l’accorde)

Mais retournons à nos moutons.

C’est en réalité notre cerveau qui nous induit en erreur en nous faisant croire que la droite et la gauche sont inversées. Comme il aime la facilité, ce satané cerveau, il interprète le reflet dans le miroir comme une simple inversion droite / gauche, ce qui est bien moins compliqué à appréhender pour lui que l’opération de « retroussage de gant » qui se produit réellement!

Page de manuscrit écrite par Léonard de Vinci (1452 – 1519) de droite à gauche, avec caractères renversés. Miroir indispensable pour déchiffrer!

C’est bien gentil, mais ça ne nous dit toujours pas pourquoi le haut et le bas restent inchangés!

Si le haut et le bas restent quant à eux inchangés, c’est tout simplement parce que ce sont sont des directions absolues. Peu importe notre position, peu importe à qui on s’adresse: le haut sera TOUJOURS en direction du ciel, alors que le bas sera TOUJOURS en direction du sol. La gauche et la droite, elles, sont des directions relatives, dépendant bien évidemment de l’endroit où nous sommes placés… Pour être plus précis, il faudrait donc parler des points cardinaux, et non simplement de gauche et de droite. Or, il semble évident que le miroir n’inverse pas l’est et l’ouest, pas plus que le nord et le sud: si vous pointez votre doigt en direction de l’ouest, votre reflet pointera lui aussi son doigt dans la même direction…

Mais du coup… mon reflet dans le miroir est-il conforme à la réalité?

Au risque de vous surprendre, la réponse à cette question est… non. Qu’on se le dise, vous n’êtes PAS réellement tels que vous vous voyez dans le miroir. Et, pour comprendre correctement cette révélation, nous sommes obligés d’aller faire un petit tour du côté de la chiralité, ce véritable cauchemar de tout apprenti chimiste…
Une molécule est dite chirale quand elle n’est pas superposable à son image dans un miroir. Dans ce cas, cette molécule possède au moins deux formes, que l’on appelle des énantiomères. Ça, c’est pour poser les bases.

La chiralité: semblables, mais pourtant si différents…

Analysons un exemple pour y voir plus clair…

Exemple de deux molécules énantiomères: la D-métamphétamine et la L-méthamphétamine

Vous aurez beau essayer de la tourner dans tous les sens, il vous sera impossible de superposer la molécule de gauche à la molécule de droite! Les deux semblent pourtant identiques, n’est-ce pas? Eh bien, sachez que la L-metamphetamine est la molécule que l’on retrouve dans les inhalateurs Vicks pour déboucher le nez, alors que la D-methamphetamine est la drogue bien connue de tous les amateurs de Breaking Bad qui fait des ravages chez les jeunes et les moins jeunes…

Certains scandales avec l’industrie pharmaceutique ont d’ailleurs déjà éclaté avec la chiralité d’une molécule au cœur des débats… C’est le cas du thalidomide, un anti-nauséeux utilisé principalement chez les femmes enceintes dans les années 50 et 60. Cette molécule existe sous la forme de deux énantiomères R et S: la première est efficace contre les nausées, alors que la seconde est tératogène, c’est-à-dire qu’elle est susceptible de provoquer des malformations chez les enfants dont la mère a été traitée pendant la grossesse. Jusque là, pas de problèmes, l’industrie pharmaceutique est capable de produire un seul type d’énantiomère. Mon on se rendit compte avec effroi que, sous certaines conditions, les deux formes peuvent se convertir l’une en l’autre! Plusieurs milliers d’enfants vinrent au monde avec des malformations avant que le thalidomide ne soit définitivement retiré du marché…

Et moi et mon miroir, dans tout ça?

Il en va de même des énantiomères de la métamphétamine ou du thalidomide que de votre reflet dans le miroir… Faisons une petite expérience: prenez un cliché de vous (seule et unique fois de toute votre vie où vous êtes autorisé à prendre un selfie – c’est pour la bonne cause!) puis un cliché de votre reflet dans le miroir. Imprimez les deux photos et tentez de les superposer: vous n’y arriverez pas! Le grain de beauté que vous avez sur votre joue gauche se retrouve irrémédiablement à droite sur la photo du reflet, et il en va de même pour tous les détails de votre visage…

Preuve que votre visage est chiral, puisqu’il n’est pas superposable à son reflet dans un miroir… Et votre reflet ne vous représente donc pas vous, mais votre énantiomère!
(notez bien que c’est encore plus flagrant, si, au lieu de raisonner avec votre visage, vous raisonnez avec un mot écrit au feutre sur une feuille de papier, par exemple).

Voilà. Vous venez de faire officiellement connaissance avec votre énantiomère. Vous lui passerez le bonjour de ma part!

Note: j’ai piqué l’illustration au DrGoulu, un super blog de vulgarisation scientifique que je vous conseille TRÈS fortement.